编号：JCHY00008

篇名：超细粉体在建筑卫生陶瓷工业中的应用

原文： 1、关于超细粉体 中国的超细粉体工业起步于20世纪70年代的中期，最初是由中国选矿科技情报网的粉碎工程网向全国各行业介绍和推广国外的超细粉碎及分级技术，由此而开始了中国超细粉工业的全面开发阶段，到20世纪90年代中期，中国的超细粉碎和分级技术日趋成熟，超细粉体的开发应用也在各行业得到发展。 关于超细粉体的概念，一直以来都有不同的解释，主要的分歧在于粉体的粒度在什么范围之内才叫"超细粉体"。根据中国第七届粉体工程学术会议上比较集中的意见是：超细粉体是指粒径在1~50μm之间的，具有许多新特性的材料，这些新特性包括具有巨大的比表面积、巨大的孔隙率以及巨大的表面能等等。这些新特性使材料具有更高的使用价值，从而使超细粉体被广泛地应用于电子、食品、生物工程、化工、医药、军工、航天等诸多行业。 2、超细粉体在建筑卫生陶瓷工业中应用现状 按照前面所提到的超细粉体的粒度范围，用目前陶瓷行业习惯的表示方法来表示，细度小于325目标准筛（43μm）颗粒，已经达到超细粉体的粒度范畴。显而易见，超细粉体技术已经被应用在传统的建筑卫生陶瓷工业中，其中包括浆料、原料和色料等。 2.1 超细浆料 中低档次的建筑卫生陶瓷产品的坯料和釉料，其颗粒细度一般以61μm（250目标准筛）为标准，从严格的概念上理解，这个粒度还没有达到超细粒度，只能算是微粉粒度。在高档建筑卫生陶瓷产品的坯釉料中，要求颗粒细度必须小于43μm（通过325目标准筛），而且要求小于20 m以下的颗粒占80％以上，这已经属于超细颗粒的范畴，只是现在的坯釉绝大多数是通过湿法生产的，所以习惯上把它们称为浆料，而没有称作超细粉。 2.2 超细原料 目前在建筑卫生陶瓷的原料中，应用得比较多的超细粉体是锆英砂超细粉和高岭土超细粉。 锆英砂在建筑卫生陶瓷中主要用作乳浊剂，它能替代氧化锡，使生产成本降低。作为乳浊剂，它具有较强的乳浊性，可适用于氧化焰和还原焰烧成，它可以提高釉的白度，因而可以扩展劣质或者有色原料的应用范围，还可以提高釉面的耐磨性能和硬度。锆英砂超细粉在建筑卫生陶瓷中的使用方法主要有两种：一种是将锆英砂粉磨成颗粒度在43μm以下的超细粉体，与其它原料配制成熔块，再生产成为熔块釉而被使用；另一种是把锆英砂加工成为颗粒度小于5μm的超细粉体，直接加入到生料釉中，配成锆乳浊釉而被使用。 高岭土是建筑卫生陶瓷的基本原料之一，在坯釉中的作用主要是使坯釉的浆料具有悬浮性和稳定性，在坯体中还起到提高可塑性，增加强度的作用，在釉料中还可以提高釉料的附着力，使釉与坯体紧密结合，不易剥落。在普通的建筑卫生陶瓷中极少使用高岭土的超细粉，在高档产品的釉料使用超细高岭土粉体，主要是提高釉料的附着力和强度，增加釉面的平滑度和白度，降低釉烧温度。高岭土超细粉的使用方法主要有两种：一种是经淘洗而得到的颗粒度小于5μm的高岭土超细粉，直接加入生料釉中；另一种方法是将高岭土经过燃烧后，再加工成细度小于5μm的超细粉体，然后用于配制生料釉。 2.3 超细色料 建筑卫生陶瓷所用的色料，特别是晶体发色颜料，一般都要加工成颗粒度在43pm以下的超细粉体，颗粒度的细化可以提高色料的着色能力，增加发色的稳定性，减少颜料的使用量，降低成本，减少产品的色差。超细色料的使用方法就是把色料加工成超细粒度，直接加入到釉料或坯料中使用。 3 超细粉体在建筑卫生陶瓷中的应用前景 除了上述几种超细粉体外，目前超细粉体在建筑卫生陶瓷中的应用还不太广泛。其实超细粉体和超细技术作为一种高新技术，它在建筑卫生陶瓷工业中的应用前景是相当广阔的，它给传统的建筑卫生陶瓷工业所带来的改变也将是非常显著的，这主要表现在以下几个方面。 3.1 节约能源 建筑卫生陶瓷工业是传统的能源消耗大户，目前能源在我国乃至全世界都越来越紧缺，建筑卫生陶瓷工业迫切需要新的技术来提高能源资源的利用率，降低消耗。超细粉体和超细技术的应用可以达到这一目的。 陶瓷原料经过超细粉碎之后，颗粒的表面能增加、活性增大。颗粒越细，表面能越大，活性也越大，原料粉粒通过细化而增大烧结驱动力，提高传质速率，增加颗粒间的接触点而大大加速烧结过程，降低烧成温度，从而达到降低能耗的目的。有关专家的试验指出10－15nm的纳米级二氧化铝粉的烧成温度可比微米级粉的烧成温度降低500℃以上。当然，建筑卫生陶瓷的原料没有必要加工成纳米级粉体，但通过原料颗粒的细化，降低几十摄氏度的烧成温度是完全可行的，在实践中我们也经常采用通过提高浆料细度来降低产品烧成温度的方法。 3.2 提高原料资源利用事 我国建筑卫生陶瓷的生产居世界首位，每年消耗的原料资源数量惊人，近年来优质原料日益紧张，因此，扩大原料使用种类，利用低质原料代替传统用料来生产建筑卫生陶瓷产品的方法显得十分必要。由于使用低质原料生产的坯体白度低，要求釉料的覆盖能力要提高。而粉体颗粒的大小对釉料的覆盖力有极大的影响，这是由于超细颗粒的比表面大，有利于晶粒的发育。用细颗粒粉体制成的陶瓷釉，其晶粒比用粗颗粒制成的釉层的晶粒小且均匀，析出的微小晶体更多，这种颗粒小、数目多的晶粒，在釉中分布甚广，对光产生强烈的散射效果，从而使釉层具有更强的乳浊效果，增强釉层的覆盖力，因此，使用低质原料生产坯体料也可以生产出表面质量很好的建筑卫生陶瓷产品。 在这方面日本企业的做法可以给我们一些启示。我国陶瓷企业生产釉料时，细度控制一般以61μm（250目标准筛）为基准，最细的也只是以41μm（325目标准筛）为基准。而日本企业要求釉料中小于 10μm。（相当于 1250目标准筛）的颗粒要占88％以上．乳蚀剂则要求全部粉碎到5μm（相当于2500目标准筛）以下。 3.3 提升产品质量和档次 我国的建筑卫生陶瓷产量虽大，但产品质量和档次却不高．比如我国的卫生洁具和釉面砖的釉面光泽度不高，平滑度不够．覆盖力差，耐磨度低；我国的瓷质砖吸水率偏高，防污性能差，强度低；瓷质抛光砖的表面光滑度低，韧性差等等。这些问题可以通过粉料颗粒的超细化来改善。颗粒的超细化可以使表面能增大，活性增加，使制品的烧结温度降低，致密度提高。同时，颗粒的细化使结晶更完全，使制品的性能得到改善和提高，从而改善制品的外观质感和内在质量，使产品的质量和档次得到提升。 我国建筑卫生陶瓷企业生产坯料时，细度控制一般都以61μm（250目标准筛）为基准，而且筛余量都在10以上，而西班牙、意大利、日本、韩国等国家的建筑卫生陶瓷企业，坯体粉料的粒度控制一般以43μm（325目标准筛）为基准，而且筛余量控制在1％以下，颗粒分布以2－20μm为主要分布区。 3.4 开发高档次新产品 改变传统的陶瓷粉体的加工工艺，开发高档次、具有高附加值的新产品，是超细粉体技术在建筑卫生陶瓷工业中应用的新热点。用超细陶瓷粉体结合某些超细抗菌材料可以制成新型抗菌陶瓷，抗菌陶瓷的生产往往受烧成温度的限制，制品的烧成温度过高，会减弱甚至消除抗菌材料的抗菌作用。通过粉料颗粒的超细化，降低制品的烧成温度，使抗菌材料的抗菌作用得以保存，同时，粉体的超细化增加了比表面积，提高活性，使抗菌材料的抗菌效果更加显著。随着人们生活水平的提高和环保、卫生意识的增强，抗菌陶瓷将会被人们广泛地使用于洁具、厨房、医院灭菌病房以及食品加工、餐饮等场所。 随着生产设备的改进，超细粉体装饰的抛光砖将会成可继大颗粒抛光砖、金花米黄抛光砖、雨花石抛光砖等产品之后的又一热点，由于粉体的超细化，使复杂的装饰手法变得方便，砖面的图纹更加丰富多彩，图纹会显得更加自然而又变幻无穷。 颗粒的超细化可以使表面能增大，活性增加，使制品的烧结温度降低，致密度提高，强度增加，同时，颗粒的细化使结晶更完全，产品的韧性提高。超细粉体给产品带来的这些特性，可以应用于生产超薄型瓷质抛光砖，使瓷质抛光砖的厚度达到5mm以下，生产这种砖具有节能、省料的好处，而且，这种砖具有良好的加工性能，方便切割，利于拼图。 4 需要克服的问题 要把超细粉体技术在传统的建筑卫生陶瓷行业中推广，需要克服主观和客观两方面的问题。 4.1 主观问题 主观上，首先要清楚地意识到，超细粉体技术是一种高新技术，把它应用到传统的建筑卫生陶瓷工业中，是要提高产品的档次，开发生产高附加值的新产品，这就要克服以往那种要量不要质的观念。中国的建筑卫生陶瓷工业要发展壮大，要走向世界，不能以量取胜，不能以低档低价取胜，而必须以质取胜，以高档产品高附加值取胜，只有这样，才能用得起超细粉体技术。反过来，用超细粉体技术可以帮助企业实现产品的高档化、高附加值化，使中国的建筑卫生陶瓷由大变强。 其次，在主观上要明白超细粉体不是纳米材料，纳米材料是比超细粉体颗粒更细的、粒度在1－100nm之间的，具有纳米效应的材料。目前超细粉体在建筑卫生陶瓷工业中使用的条件已经成熟，而将纳米材料用在建筑卫生陶瓷工业中，会显得功能过剩，大材小用，得不偿失。 4.2 客观问题 超细粉体在建筑卫生陶瓷工业中的应用也还存在一些客观问题，如果这些客观问题解决不好，会使超细粉体的应用受到限制。 第一个问题是超细粉体的加工成本问题。由于建筑卫生陶瓷产品的使用要求问题，使其市场接受价受到限制，在效用和成本对比的原则下，要求超细粉体的生产成本不能过高，因此在确定加工细度时要考虑实际使用情况，同时，要不断降低生产成本，否则将无法被市场接受。 第二个问题是超细粉体的开发应用。只有不断地开发出应用超细粉体的高附加值的建筑卫生陶瓷产品，才能使超细粉体的应用得到推广普及，从而反过来促进超细粉体的生产。 第三个问题是超细粉体的处理技术和方法。粉体粒度超细化之后，会出现一些不利的效应，如聚团现象、成型问题等等，这些效应影响超细粉体的使用。超细粉体的处理方法很多，在其它行业已经在使用，如何通过借鉴和参考，进行陶瓷超细粉体的处理，是超细粉体在建筑卫生陶瓷工业中应用要解决的一个重要问题。